专利名称：多精度室内定位系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种定位系统以及定位方法，尤其涉及一种应用于楼宇、室内的位置定位、人员监测领域。
背景技术：
目前市场上常见的应用各种定位技术的产品各有其优缺点和限制一方面定位精度相对较高的定位技术成本过高，不适合于大面积推广使用，另一方面成本低廉、结构简单的定位技术又由于本身的定位精度不高导致很多场合无法使用，有一些定位技术因为要考虑到定位环境问题不能够灵活的安装定位系统，这些都给生产和应用带来极大的不方便。现有的室内定位技术中应用比较广泛的有ZigBee定位技术、超宽带定位技术、RFID识别定位技术与超声波定位技术。其中ZigBee定位技术、超宽带定位技术、RFID识别 定位技术均属于射频类定位技术，如果混合使用容易造成干扰，所以采用ZigBee定位技术与超声波定位技术的混合定位技术实现多精度定位的目的。目前，单独的这两项技术产品有很多缺陷如CN201096877Y专利文献中公开的技术方案中定位采用的为ZigBee无线信号，由于本身信号的不利因素的限制，定位精度并不是很高，平均在3-5米左右，虽然可以实现基础的定位功能，但是在一些要求定位精度高的场合却并不适用，虽然ZigBee产品在射频产品领域中成本并不是很高，但与其他通讯方式相比成本仍然不低，由于本身系统中ZigBee�？槎际亲陨硖峁┕┑纾谖な焙懿环奖恪Ｔ偃鏑N201594136U专利文献中公开的技术方案中定位采用的为超声波信号，由于本身系统中超声波接收�？槿课邢吡樱贾略诎沧昂臀ぶ泻懿环奖悖也荒芄涣榛畹牟贾媒邮胀纾灰陨狭街旨际醪唤霰旧泶嬖诤芏嗳毕荩宜侵荒芨鲆恢只蛞桓鼋闲》段诘亩ㄎ痪龋皇视糜谛枰嘀侄ㄎ痪鹊母丛踊肪�。又如CN201417142Y专利文献中公开的技术方案中单纯的将ZigBee技术与超声波�？榛档慕岷希绻苯幽美从糜诙ㄎ唬唤龃蠓仍黾映杀径疑ナЯ擞τ械牧榛钚�。
实用新型内容本实用新型的技术效果能够克服上述缺陷，提供一种多精度室内定位系统，其结构简单、安装维护方便灵活、成本低、省电、处理速度快、适用于有不同定位精度要求的复杂空间环境。为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案其包括多精度定位接收组群、控制中心、移动终端，多精度定位接收组群、控制中心、移动终端相互之间双向无线通信。移动终端包括ZigBee无线定位模块、超声波发射�？椋桓龌蚨喔鼍哂谐ǚ⑸淠？椋琙igBee无线定位模块带有可测量接收信号强度(RSSI)功能，并可由轻触开关控制定位。控制中心用于计算定位坐标并显示定位情况的，包括ZigBee转串口无线�？�、上位机�？椋琙igBee转串口无线�？橛糜谕ㄐ牛衔换？橛糜诩扑慵跋允�。用于完成定位的多个多精度定位接收组，各接收组均包括一个ZigBee无线控制�？�、一个电源供电�？椴⑶铱砂ǘ喔龀ń邮漳？椋邮兆橹衂igBee无线控制�？橛氤ń邮漳？�、超声波接收�？橹渚上殖∽芟吡樱邮兆橹懈髂？榫傻缭垂┑缒？橥骋还┑纾籞igBee无线控制�？榘ㄏ殖∽芟呤荽淠？镮、微控制器I、集成ZigBee无线模块，集成ZigBee无线�？橐来瓮ü⒖刂破鱅、现场总线数据传输�？镮与现场总线连接。每个多精度定位接收组至少包括一个超声波接收�？椋ń邮漳？榘ㄏ殖∽芟呤荽淠？镮I、微控制器II、脉冲转换�？�、自动增益�？�、超声波换能器，超声波换能器依次通过自动增益模块、脉冲转换模块、微控制器II、现场总线数据传输�？镮I与现场总线连接，超声波换能器与移动终端通信。 本实用新型的另一个目的是提供一种采用上述系统的定位方法，包括如下步骤(I)启动定位(包括主动式和被动式两种方式)；(2)当移动终端启动定位时，移动终端先由自身携带的ZigBee无线定位�？橄蚨嗑榷ㄎ唤邮兆槿悍⑺凸悴バ畔ⅲ崾径嗑榷ㄎ唤邮兆槿嚎甲急傅途榷ㄎ唬�(3)启动准备定位的多精度定位接收组由自身携带的ZigBee无线控制�？橄蛞贫斩朔⑺湍壳癦igBee无线控制�？樗诘氐亩曛�,传输完成后,ZigBee无线控制�？橹匦陆胨吣Ｊ剑�(4)移动终端接收到各个多精度定位接收组中ZigBee无线控制�？榉⒗吹氖荩鄙上嘤Φ慕邮招藕徘慷戎担蠼庑┦荽椭量刂浦行模煽刂浦行募扑愣ㄎ唬⑾允境隼矗�(5)控制中心计算出定位范围后，根据自身存储的多精度定位接收组分布情况及各多精度定位接收组组内携带超声波接收模块情况，向定位范围附近的多精度定位接收组发送高精度定位准备命令，当多精度定位接收组接收到高精度定位准备命令时唤醒睡眠模式下的超声波接收模块，并向控制中心发送确认信息，待接到反馈回的确认信息时再向移动终端发送高精度定位命令，向多精度定位接收组群发送计时命令；(6)移动终端接收到高精度定位命令后由自身携带的超声波发射�？橄蚨嗑榷ㄎ唤邮兆槿悍⑺统ǎ嗑榷ㄎ唤邮兆槿航邮盏郊剖泵钍弊槟诟鞒ń邮漳？榭技剖保背ń邮漳？榻邮盏匠ㄊ蓖Ｖ辜疲ü殖∽芟呦騔igBee无线控制�？榉⑺统ń邮漳？樗诘亩曛导凹剖敝担儆蒢igBee无线控制�？榉峙⑾蚩刂浦行模�(7)控制中心接收完数据后向多精度定位接收组群发送确认信息，多精度定位接收组群接收到确认信息后重新进入睡眠模式，控制中心根据已有算法及接收到的数据进行定位计算并显示出来。本实用新型与现有技术比较，具有如下优点I、通过搭建多精度定位接收组群将原有的全部通过有线方式连接的超声波接收组转换为无线连接方式，并且增加了相对低精度的ZigBee定位技术；不仅解决了原有超声波接收组在安装中布置电线过长等繁琐的问题，而且比单纯的将超声波定位�？橛隯igBee定位模块机械的整合在一起的技术成本大幅减少。2、多精度定位接收组由于有组内单独的电源供电�？橄蛉槟谟玫缒？楣┑纾沟迷谖す讨薪先菀椎募懈坏缭床糠郑档臀こ杀�。3、由于多精度定位接收组内超声波接收�？榈氖渴侨我獾模钥梢愿菹殖〉母丛影沧盎肪沉榛畹髡�。适用于各种复杂环境。4、不同环境对定位的精度要求并不一致，在定位精度要求较高的区域高密度摆放超声波接收�？椋诙ㄎ痪纫蟛桓叩那颍私谑】Э山档透们虻某ń邮漳？榈拿芏龋踔量刹徊贾贸ń邮漳？椋褂孟喽缘途鹊腪igBee定位技术实现定位。从而实现了多精度定位的目的。5、由于ZigBee技术在传输过程中本身具有防冲突机制，解决了原有超声波 定位技术中可能导致数据冲突问题及在大面积区域内定位速度慢的问题。6、本实用新型系统多个部分长期处于睡眠模式，只有当定位时才开始正常工作，并且结合先低精度定位后高精度定位的方法，切实有效的减少需要唤醒的多精度定位接收组，为整个系统节省了大量的电力。7、所有定位数据均由控制中心接收后进行计算定位，充分结合了云运算的思想。
图I为本实用新型的整体�？槭疽馔迹煌�2为本实用新型的多精度定位接收组�？槭疽馔迹煌�3为本实用新型定位方法的流程结构示意图。
具体实施方式
本实用新型的多精度定位系统包括多精度定位接收组群、控制中心、移动终端，多精度定位接收组群、控制中心、移动终端相互之间双向无线通信。多精度定位接收组群包括多个多精度定位接收组。多精度定位接收组包括ZigBee无线控制�？�、超声波接收�？�、电源供电�？椋琙igBee无线控制�？�、超声波接收�？榉直鹩氲缭垂┑缒？榱樱琙igBee无线控制模块、超声波接收�？橹渫ü殖∽芟吡印igBee无线控制�？榘ㄏ殖∽芟呤荽淠？镮、微控制器I、集成ZigBee无线�？�,集成ZigBee无线�？橐来瓮ü⒖刂破鱅、现场总线数据传输模块I与现场总线连接。每个多精度定位接收组包括三个超声波接收模块，超声波接收�？榘ㄏ殖∽芟呤荽淠？�
II、微控制器II、脉冲转换�？�、自动增益�？椤⒊ɑ荒芷鳎ɑ荒芷饕来瓮ü远鲆婺？�、脉冲转换�？�、微控制器II、现场总线数据传输�？镮I与现场总线连接，超声波换能器与移动终端通信。移动终端包括ZigBee无线定位�？�、超声波发射�？�。控制中心包括ZigBee转串口无线�？�、上位机模块。本系统利用多个多精度定位接收组,使ZigBee无线定位技术和超声波定位技术相结合，由控制中心动态计算出移动终端的位置；移动终端、控制中心、多精度定位接收组是通过无线方式进行通讯，多精度定位接收组组内的超声波接收�？楹蚙igBee无线控制�？槭怯捎邢叻绞浇型ㄑ丁Ｒ贫斩撕涂刂浦行闹洳捎帽欢ㄎ缓椭鞫ㄎ涣街智绞剑黄渲校鞫ㄎ皇且贫斩艘罂刂浦行亩云浣卸ㄎ唬槐欢ㄎ皇强刂浦行闹鞫砸贫斩私卸ㄎ�。多精度室内定位系统中的三大功能单元多精度定位接收组群、移动终端及控制中心；多精度定位接收组群即由多个多精度定位接收组组成的单元；三大功能单元的通讯均由ZigBee无线通讯，并且各�？橹渚蛲ㄐ牛鲈诙嗑榷ㄎ唤邮兆槿杭耙贫斩松细郊佑谐？榍椅ハ虼洌嗑榷ㄎ唤邮兆槿航邮找贫斩朔⑺屠吹某ㄐ藕牛糜诔ǘㄎ�。图3为本实用新型一种多精度室内定位系统及方法的定位流程图，步骤如下步骤I :开始定位，分为两种启动定位方式。第一种是被动启动定位模式，是由控制中心向指定移动终端发送定位启动命令，命令中包含启动命令标识符和相应移动终端的编号，命令发出后唤醒睡眠模式下的各移动终端，移动终端接收命令并确定为启动命令且呼叫的编号与本身所记录的编号相一致时开第二种是主动启动定位模式，是待定位移动物体主动按下所携带的移动终端上的开关，此时移动终端向控制中心发送已启动定位及自身编号信息，控制中心接收到后向移动终端返回确认信息，开始主动启动定位。步骤2 :当移动终端启动定位时，移动终端先由自身携带的ZigBee无线定位�？橄蚨嗑榷ㄎ唤邮兆槿悍⑺凸悴バ畔ⅲ崾径嗑榷ㄎ唤邮兆槿嚎甲急傅途榷ㄎ唬挥薪邮盏焦悴バ畔⒌亩嗑榷ㄎ唤邮兆椴疟换叫巡⒖甲急傅途榷ㄎ还蹋庋蟠蠼仙倭苏鱿低车暮牡缜榭�。步骤3 :启动准备定位的多精度定位接收组由自身携带的ZigBee无线控制�？橄蛞贫斩朔⑺湍壳癦igBee无线控制�？樗诘氐亩曛担捎赯igBee技术本身在传输数据时存在防冲突机制，所以当有多个ZigBee无线控制�？橄蛞贫斩朔⑺褪菔保芍悄芊乐故莩逋唬乐菇邮帐荽砦螅低程被镜惹榭�。传输完成后ZigBee无线控制模块重新进入睡眠模式。步骤4 :移动终端接收到各个多精度定位接收组中ZigBee无线控制�？榉⒗吹氖荩鄙上嘤Φ慕邮招藕徘慷戎�(RSSI)，之后将这些数据传送至控制中心，由控制中心结合已有算法进行计算定位，并显示出来。步骤5 :控制中心计算出定位范围后，根据本身存储的多精度定位接收组分布情况及各多精度定位接收组组内携带超声波接收�？榍榭觯蚨ㄎ环段Ц浇亩嗑榷ㄎ唤邮兆榉⑺透呔榷ㄎ蛔急该睿倍嗑榷ㄎ唤邮兆榻邮盏礁呔榷ㄎ蛔急该钍被叫阉吣Ｊ较碌某ń邮漳？椋⑾蚩刂浦行姆⑺腿啡闲畔ⅲ拥椒蠢』氐娜啡闲畔⑹痹傧蛞贫斩朔⑺透呔榷ㄎ幻睿蚨嗑榷ㄎ唤邮兆槿悍⑺图剖泵�。步骤6 :移动终端接收到高精度定位命令后由自身携带的超声波发射�？橄蚨嗑榷ㄎ唤邮兆槿悍⑺统ǎ嗑榷ㄎ唤邮兆槿航邮盏郊剖泵钍弊槟诟鞒ń邮漳？榭技剖保背ń邮漳？榻邮盏匠ㄊ蓖Ｖ辜剖保ü殖∽芟呦騔igBee控制�？榉⑺统ń邮漳？樗诘亩曛导凹剖敝担儆蒢igBee控制�？榉峙⑾蚩刂浦行�。步骤7 :控制中心接收完数据后向多精度定位接收组群发送确认信息，多精度定位接收组群接收到确认信息后重新进入睡眠模式，控制中心根据已有算法及接收到的数据进行定位计算并显示出来。以上所述，仅为本实用新型中的具体实施方式
，但本实用新型的保护范围并不局 限于此，任何熟悉该技术的人在本实用新型所揭露的技术范围内，可理解想到的变换或替换，都应涵盖在本实用新型的包含范围之内。
权利要求1.一种多精度室内定位系统，其特征在于，包括多精度定位接收组群、控制中心、移动终端，多精度定位接收组群、控制中心、移动终端相互之间双向无线通信。
2.根据权利要求I所述的多精度室内定位系统，其特征在于，多精度定位接收组群包括至少一个多精度定位接收组。
3.根据权利要求2所述的多精度室内定位系统，其特征在于，多精度定位接收组包括ZigBee无线控制模块、超声波接收�？�、电源供电�？椋琙igBee无线控制模块、超声波接收�？榉直鹩氲缭垂┑缒？榱樱琙igBee无线控制�？�、超声波接收�？橹渫ü殖∽芟吡�。
4.根据权利要求3所述的多精度室内定位系统，其特征在于，ZigBee无线控制�？榘ㄏ殖∽芟呤荽淠？镮、微控制器I、集成ZigBee无线�？�,集成ZigBee无线�？橐来瓮ü⒖刂破鱅、现场总线数据传输�？镮与现场总线连接。
5.根据权利要求3所述的多精度室内定位系统，其特征在于，每个多精度定位接收组至少包括一个超声波接收�？椋ń邮漳？榘ㄏ殖∽芟呤荽淠？镮I、微控制器II、脉冲转换�？�、自动增益�？�、超声波换能器，超声波换能器依次通过自动增益�？椤⒙龀遄荒？�、微控制器II、现场总线数据传输模块II与现场总线连接，超声波换能器与移动终端通信。
6.根据权利要求I所述的多精度室内定位系统，其特征在于，移动终端包括ZigBee无线定位�？�、超声波发射�？�。
7.根据权利要求I所述的多精度室内定位系统，其特征在于，控制中心包括ZigBee转串口无线�？�、上位机�？�。
专利摘要本实用新型涉及一种定位系统以及定位方法，尤其涉及一种应用于楼宇、室内的位置定位、人员监测领域。本实用新型的多精度室内定位系统，包括多精度定位接收组群、控制中心、移动终端，多精度定位接收组群、控制中心、移动终端相互之间双向无线通信。本实用新型与现有技术比较，通过搭建多精度定位接收组群将原有的全部通过有线方式连接的超声波接收组转换为无线连接方式，并且增加了相对低精度的ZigBee定位技术；不仅解决了原有超声波接收组在安装中布置电线过长等繁琐的问题，而且比单纯的将超声波定位�？橛隯igBee定位�？榛档恼显谝黄鸬募际醭杀敬蠓跎�。
文档编号G01S5/18GK202600136SQ20122017865
公开日2012年12月12日 申请日期2012年4月24日 优先权日2012年4月24日
发明者张磊, 田阳, 黎明, 宋大雷, 李元 申请人:中国海洋大学, 青岛德林科姆电子科技有限公司
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
